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新技术:多材料SLS激光烧结3D打印

选择性激光烧结(SLS)是最广泛使用的3D打印制造工艺之一,它使用激光从微米级的材料粉末中3D打印出零件:激光将聚合物材料颗粒加热熔化,融合粘结,层层堆叠而成。

△传统的SLS激光烧结工艺

然而,SLS技术也有自己的弊端,它一次只能用单一材料打印,不能同时打印多种材料。以前,选择性激光烧结使用激光向下照射到打印床,将材料颗粒融合在一起。物体是由下而上构建的,打印机铺一层均匀的粉末,并使用激光选择性地熔合该层中的材料。然后在第一层粉末上沉积第二层粉末,激光将新的材料与前一层的材料融合,这个过程不断重复,直到零件完成。

如果在打印过程中只使用一种材料,这个过程的效果很好。但要在一次打印中使用多种材料的话,一直非常具有挑战性,因为一旦粉末层沉积到粉末床上,就不能取消放置,或者用不同的粉末替换。

2020年7月28日,南极熊获悉,有一个机器人工程师团队,现在开发出一种新的方法来克服这一弊端。通过反转激光方向,向上照射,使SLS能够同时使用多种材料。

△通过激光向上照射,实现多材料SLS 3D打印

那么这项技术究竟是通过什么原理来实现SLS多材料打印的呢?通过这个视频可以非常清晰的看明白。

哥伦比亚大学工程与应用科学学院Lipson教授和他的博士生John Whitehead,利用他们在机器人方面的专业知识,通过将激光器倒置,使SLS能够同时使用多种材料。他们的样机,以及在同一层中包含两种不同材料的打印样品,最近被《Additive Manufacturing》在线发表。

其工作原理是这样的:

△原型样机是这样的,激光器在下方,通过振镜将激光导向上方的成型区

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